第1章 流体力学基础 1
1.1 流体力学基本概念 2
1.1.1 连续介质模型 2
1.1.2 流体的基本性质 2
1.1.3 作用在流体上的力 4
1.1.4 流动分析基础 5
1.2 流体运动的基本概念 5
1.3 流体流动及传热的基本控制方程 8
1.4 边界层理论 11
第2章 GAMBIT基础知识 13
2.1 CFD软件概述 14
2.2 FLUENT软件包概述 17
2.3 计算网络 19
2.3.1 网格类型 20
2.3.2 网格类型的选择 22
2.3.3 网格质量 22
2.4 GAMBIT功能简介 23
2.4.1 GAMBIT的特点 24
2.4.2 GAMBIT的基本操作步骤 24
2.4.3 GAMBIT的启动界面 25
2.4.4 GAMBIT的用户操作界面 26
2.5 GAMBIT的操作步骤 30
2.5.1 建立几何模型 30
2.5.2 划分网格 33
2.5.3 定义边界 36
2.5.4 GAMBIT与其他软件的联用 37
2.6 GAMBIT应用实例 38
2.6.1 二维搅拌模型与网格划分 38
2.6.2 二维轴对称喷嘴模型与网格划分 41
2.6.3 三管相贯模型与网格划分 44
2.6.4 三维V形管道模型与网格划分 49
第3章 FLUENT基础知识 52
3.1 FLUENT16.0的操作界面 53
3.1.1 FLUENT 16.0启动界面 53
3.1.2 FLUENT16.0图形用户界面 53
3.1.3 FLUENT16.0文本用户界面及Scheme表达式 55
3.1.4 FLUENT 16.0文件读写 57
3.2 FLUENT16.0操作介绍 59
3.2.1 FLUENT16.0对网格的基本操作 59
3.2.2 FLUENT16.0基本计算模型 62
3.2.3 FLUENT16.0求解器选择 63
3.2.4 选择FLUENT16.0的运行环境 64
3.3 FLUENT16.0求解器功能简介 65
3.3.1 FLUENT16.0求解步骤 65
3.3.2 FLUENT16.0的材料定义 65
3.3.3 FLUENT16.0的湍流模型 68
3.3.4 FLUENT16.0边界条件 75
3.3.5 设置FLUENT16.0求解参数 82
3.4 三维机头温度场的数值模拟实例 84
3.4.1 利用GAMBIT创建模型 85
3.4.2 实体网格的划分 89
3.4.3 边界条件和区域的设定 89
3.4.4 网格输出 90
3.4.5 利用FLUENT求解器求解 90
3.4.6 后处理 96
第4章 Tecplot软件简介 99
4.1 Tecplot概述 100
4.1.1 Tecplot软件菜单介绍 100
4.1.2 Tecplot软件边框工具栏选项的介绍 102
4.1.3 2D图形的编辑 102
4.1.4 3D图形的编辑 108
4.2 三维弯管水流速度场模拟 112
4.2.1 实例概述 112
4.2.2 模型的建立 112
4.2.3 网格的划分 114
4.2.4 求解计算 114
4.2.5 Tecplot后处理 117
第5章 二维流动和传热的数值模拟 119
5.1 二维瞬间闸门倾洪流动模拟 120
5.1.1 利用GAMBIT创建模型 120
5.1.2 网格的划分 120
5.1.3 求解计算 121
5.2 喷嘴内气体流动分析 124
5.2.1 利用GAMBIT创建模型 125
5.2.2 网格的划分 126
5.2.3 求解计算 127
5.3 套管式换热器的流动和传热的模拟 130
5.3.1 利用GAMBIT创建模型 131
5.3.2 网格的划分 132
5.3.3 边界条件和区域的设定 133
5.3.4 网格的输出 134
5.3.5 利用FLUENT求解器求解 135
5.4 轴对称孔板流量计的流动模拟 142
5.4.1 利用GAMBIT创建模型 143
5.4.2 网格的划分 144
5.4.3 边界条件和区域的设定 146
5.4.4 网格的输出 146
5.4.5 利用FLUENT求解器求解 147
5.5 二维自然对流传热问题的分析 154
5.5.1 利用GAMBIT创建模型 154
5.5.2 网格的划分 156
5.5.3 求解计算 157
第6章 三维流动和传热的数值模拟 161
6.1 混合器流动和传热的数值模拟 162
6.1.1 利用GAMBIT创建模型 162
6.1.2 网格划分 165
6.1.3 区域和边界条件的设置 166
6.1.4 网格输出 167
6.1.5 利用FLUENT求解器求解 168
6.1.6 后处理 177
6.2 三维弯管流动的模拟 182
6.2.1 利用GAMBIT创建模型 183
6.2.2 划分实体网格 190
6.2.3 边界条件和区域的设定 192
6.2.4 网格输出 192
6.2.5 利用FLUENT求解器求解 192
6.2.6 后处理 198
6.3 三维室内温度传热模拟 202
6.3.1 利用GAMBIT创建模型 202
6.3.2 网格的划分 203
6.3.3 求解计算 204
6.4 三维喷管流动与传热的耦合求解 209
6.4.1 利用GAMBIT读入三维物理模型 209
6.4.2 利用GAMBIT划分网格 210
6.4.3 设定区域属性与边界条件 211
6.4.4 输出网格文件 214
6.4.5 利用FLUENT进行流动与传热的耦合求解 214
6.4.6 后处理 230
6.5 周期性三维流动与传热模拟 233
6.5.1 利用GAMBIT创建几何模型 234
6.5.2 利用GAMBIT划分网格 240
6.5.3 利用GAMBIT初定边界 242
6.5.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 244
6.5.5 利用FLUENT16.0导入Mesh文件 245
6.5.6 周期边界计算模型的设定过程 245
6.5.7 FLUENT 16.0自带后处理 253
第7章 湍流模型模拟 256
7.1 湍流模型概述 257
7.1.1 单方程模型 257
7.1.2 标准k～ε模型 258
7.1.3 重整化群k-ε模型 259
7.1.4 可实现k-ε模型 260
7.1.5 雷诺应力模型 261
7.1.6 大涡模拟 262
7.2 湍流模型的设置 263
7.3 湍流模型实例——瀑布流过圆柱形石块时的流场 264
7.3.1 建立模型 265
7.3.2 网格的划分 266
7.3.3 求解计算 267
第8章 多相流模型模拟 275
8.1 FLUENT中的多相流模型 276
8.1.1 VOF模型 276
8.1.2 混合模型 276
8.1.3 欧拉模型 278
8.2 通用多相流模型的选择与使用 278
8.2.1 通用多相流模型的选择 278
8.2.2 通用多相流模型的设置 278
8.2.3 一般多相流问题的求解策略 279
8.3 二维喷射流场模拟实例 280
8.3.1 建立模型 280
8.3.2 划分网格 281
8.3.3 求解计算 282
8.4 低气相容积率的气泡流混合模型模拟 288
8.4.1 利用GAMBIT创建几何模型 288
8.4.2 利用GAMBIT划分网格 291
8.4.3 利用GAMBIT初定边界 291
8.4.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 292
8.4.5 利用FLUENT16.0导入Mesh文件 293
8.4.6 混合模型的设定过程 293
8.4.7 模型初始化 298
8.4.8 迭代计算 298
8.4.9 FLUENT 16.0自带后处理 299
8.5 水油混合物T形管流动模拟实例 300
8.5.1 建立模型 300
8.5.2 划分网格 301
8.5.3 求解计算 302
8.6 套管内气液两相流动模拟 306
8.6.1 利用GAMBIT创建几何模型 306
8.6.2 利用GAMBIT划分网格 308
8.6.3 求解计算 309
第9章 滑移网格模型模拟 315
9.1 滑移网格模型概述 316
9.2 滑移网格的设置 317
9.3 用MRF法模拟二维离心泵的流场 318
9.3.1 利用GAMBIT创建几何模型 319
9.3.2 利用GAMBIT划分网格 327
9.3.3 利用GAMBIT初建边界条件 328
9.3.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 331
9.3.5 利用FLUENT 16.0导入Mesh文件 331
9.3.6 计算模型的设定过程 331
9.3.7 模型初始化 336
9.3.8 迭代计算 337
9.3.9 FLUENT 16.0自带后处理 337
9.4 用滑动网格法模拟二维离心泵的流场 339
9.4.1 利用FLUENT 16.0导入Case文件 340
9.4.2 滑动网格模型的修改与设定 340
9.4.3 设定观看录像 341
9.4.4 迭代计算 342
9.4.5 FLUENT 16.0自带后处理 345
第10章 动网格模型模拟 346
10.1 动网格模型概述 347
10.2 动网格的设置 348
10.2.1 动网格参数的设置 349
10.2.2 动网格运动方式的定义 350
10.2.3 动网格预览 351
10.3 二维实体入水模拟实例 352
10.3.1 建立模型 353
10.3.2 划分网格 354
10.3.3 求解计算 355
10.4.活塞在气缸中运动模拟实例 358
10.4.1 利用FLUENT求解动网格问题 359
10.4.2 计算结果后处理 363
第11章 组分传输与气体燃烧的模拟 368
11.1 燃烧模型 368
11.1.1 燃烧模型概述 368
11.1.2 燃烧模型的计算方式 369
11.1.3 燃烧模型的设置 371
11.2 氢气燃烧反应实例 373
11.2.1 气体燃烧温度场模拟 373
11.2.2 废气排放组分浓度模拟 379
第12章 UDF使用简介 385
12.1 UDF基础 386
12.1.1 UDF概述 386
12.1.2 FLUENT网格拓扑 386
12.1.3 FLUENT数据类型 387
12.2 UDF宏 388
12.2.1 UDF中访问FLUENT变量的宏 388
12.2.2 UDF实用工具宏 393
12.2.3 常用DEFINE宏 403
12.3 UDF的解释和编译 407
12.3.1 UDF的解释 407
12.3.2 UDF的编译 408
12.3.3 在FLUENT中激活UDF 409
12.4 UDF应用实例——管道流动凝固过程 411